گرافن

مطالعات جدید نشان داده است که گرافن می‌تواند به عنوان یک پایدارکننده ایده‌آل در بسیاری از کاربردهای صنعتی از استخراج نفت تا فرآوری کاغذ مورد استفاده قرار گیرد.

گرافن پریستین (یا گرافن بکر ،گرافن به شکل اصلی، خالص و بدون اکسیداسیون) آبگریز است؛ اما محققان دریافتند که با کاهش اندازه ذرات به کمتر از یک میکرون، این ماده می‌تواند آبدوست نیز باشد. در این حالت ورقه‌های گرافن در قسمت لبه‌ها آب را جذب می کند، اما سطح آن‌ها دافع آب است. این مشخصه گرافن باعث ظهور نسل جدید سطح فعال‌ها شده است که قادر به پایدارسازی مخلوط آب و روغن است.

Krzysztof Koziol استاد مهندسی کامپوزیت و رئیس مرکز سازه‌ها و کامپوزیت‌های پیشرفته دانشگاه Cranfield می‌گوید:« این یافته جدید و نمایش تجربی رفتار گرافن به عنوان سطح فعال برای بسیاری از کاربردهای صنعتی هیجان‌انگیز خواهد بود. ما ورقه‌های گرافن پریستین را بدون هیچ‌گونه عملیات اصلاح سطحی در ابعاد خاصی تولید کردیم که قادر به پایدارسازی امولسیون آب/ روغن حتی تحت شرایط دما و فشار بالا باشد.

 سطح فعال‌هایی که در حال حاضر استفاده می‌شود در محیط‌های با دمای بالا و تحت فشار، خورنده بود و از بین می‌روند؛ اما گرافن سطح جدیدی از مقاومت مواد را نشان داده است که می‌تواند در شرایط دما و فشار بالا و حتی تحت تابش عملکرد خوبی داشته و قابل بازیافت باشد. به همین علت گرافن پتانسیل بالایی جهت تبدیل شدن به یک سطح فعال پایدار، مقرون به صرفه و دوستدار محیط زیست با عملکرد بالا در محیط‌های خشن را دارد.

از جمله ویژگی‌هایی که ورقه‌های گرافن را به یک ماده ایده‌آل تبدیل کرده است امکان ترکیب شدن با آب است که این ویژگی در استخراج مواد معدنی، نفت خام و سنگ معدن کاربرد فراوانی دارد. از این ماده همچنین به عنوان نرم کننده در بتن، مواد افزودنی ضدشعله و ضدآب و همچنین به عنوان روان کننده در حفاری سیالات جهت بهبود اثربخشی عملیات حفاری استفاده می شود.

Mike Payne استاد فیزیک محاسباتی دانشگاه کمبریج که یکی از همکاران پروژه بوده است، در این باره می‌گوید:« مطالعات علمی بسیاری بر روی گرافن انجام شده است که در عین حال که مورد تحسین قرار گرفته است، می‌تواند منجر به ایجاد نتایج متناقض با مطالعات قبلی گردد. یافته جدید مثالی برای این موضوع است که آیا ورقه‌های گرافن آبگریز هستند یا خاصیت آمفیفیلیک دارند؟ پژوهش صورت گرفته ترکیبی از آزمایش های هیجان‌انگیز بر روی مواد مشخصه‌یابی شده از نظر شبیه‌سازی‌های نظری و محاسبات مکانیک کوانتومی است که به صورت کلی درک کاملی از خواص ورقه‌های گرافن و پاسخ قطعی به این پرسش را ارائه می‌کنند».

 

مطالب مرتبط

بدون دیدگاه

    ارسال دیدگاه